KR20210088703A - 가시성이 감소된 스판덱스 섬유 - Google Patents
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Abstract
그린-스루 효과가 감소된 스판덱스 섬유 조성물이 제공된다. 이들 조성물의 제조 방법 및 사용 방법도 제공된다.
Description
본 개시내용은 카본 블랙 안료, 백색 불투명도 향상제 및 무기 안료 또는 산 염료 수용체를 함유하고 스트레치(stretch) 직물에서 감소된 그린-스루(grin-through) 효과를 나타내는 스판덱스 섬유 조성물 및 이의 제조 방법 및 사용 방법에 관한 것이다.
스판덱스를 함유하는 직물은 종종 면, 나일론, 폴리에스터, 울 또는 아크릴과 같지만, 이에 제한되지 않는 다른 동반사(companion yarn)와 조합된다. 이들 직물은 대체로 특정 동반사와 호환되도록 특별히 설계된 화학 구조를 갖는 염료로 색상으로 염색된다.
일부 경우에, 스판덱스 섬유가 염색 전에 동반사와 함께 직물에 편물, 플레이팅(plate) 또는 직조되므로 이 염색 공정에도 노출된다. 그러나, 염료 화학은, 화학과 선형 밀도 또는 동반사에서의 데시텍스(decitex)가 다양한, 스판덱스 섬유에 대해 의도적으로 배합되어 있지 않기 때문에, 스판덱스 섬유 상에 생성된 색조(shade)가 동반사의 색조와 상이할 수 있다.
다른 경우에, 직물을 만들기 전에 동반사를 염색하고 스판덱스 섬유는 염색 공정에 전혀 관여하지 않는다. 이 경우, 스판덱스는 직물에서 동반사와 상이한 색조를 가질 것이다.
스판덱스를 함유하는 편물을 신장하면, 구조가 열리고 스판덱스가 관찰자에게 더 잘 보이게 될 것이다. 이것이 발생하고 스판덱스가 상이한 색조 또는 상이한 광택을 갖는 경우, 직물은 이완된 상태의 직물과 비교하여 매우 상이하고 종종 바람직하지 않은 외관을 갖는다. 이 효과는 '그린-스루'라는 용어로 업계에 알려져 있다.
스판덱스 섬유 제조업체는 그린-스루 효과를 줄이기 위해 다양하게 시도해왔다.
예를 들어, 스판덱스가 동반사에 사용되는 염료와 더 잘 융화하도록 시도해왔다. 이러한 '염색 가능한' 스판덱스 섬유는 예를 들어 미국 공개 출원 번호 US2005/0165200호, 국제공개 WO 2009/084815호 및 유럽 특허출원공개 EP 2157215A1호에 개시되어 있다. 그러나, 이들은 나일론 산성 염료로 염색성을 향상시키는 데 제한되어 있으며, 염색된 스판덱스와 염색된 나일론을 일치시키는 색조는 각 섬유의 상이한 데시텍스와 이들이 각각 가질 수 있는 상이한 광택도로 인하여 곤란한 경우가 있을 수 있다.
상업적으로 사용되는 제2 방법은 스판덱스 섬유에 흑색 안료를 첨가하여 직물에서 이를 덜 가시적으로 하는 것이다, 예를 들어, 미국 특허출원공개 US 2006/0210794호 참조. 이 방법은 어두운 색조를 갖도록 의도된 직물로 제한되며, 신장될 때 바람직하지 않은 그린-스루 또는 광채(shine) 효과를 가질 수 있다.
섬유 제조업체는 또한 이산화 티타늄과 같이 섬유에서 불투명도 향상제를 사용하여 그린-스루의 광택 또는 광채 측면을 최소화하려고 시도해왔다. 이는 스판덱스 섬유의 불투명도를 높이고 섬유의 백색 외관 정도를 높이는 데 효과적이지만, 직물의 샘플은 여전히 실제 적용에서 바람직하지 않은 그린-스루 효과를 나타낸다.
스트레치 직물에서 그린-스루 효과를 상당히 감소시키거나 제거하는 스판덱스 섬유에 대한 필요성이 존재한다.
본 개시내용은 스트레치 직물에서 상당히 감소된 그린-스루 효과를 나타내는 스판덱스 섬유 및 이의 제조 방법 및 사용 방법에 관한 것이다.
따라서, 본 발명의 일 양태는 스판덱스, 카본 블랙 안료, 백색 불투명도 향상제 및 무기 안료 및/또는 산 염료 수용체를 포함하는 스판덱스 섬유 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양태는 그린이 감소된 스트레치 직물을 제조하기 위한 필라멘트 및 섬유에 관한 것이다. 섬유는 스판덱스, 카본 블랙 안료, 백색 불투명도 향상제 및 무기 안료 및/또는 산 염료 수용체를 포함하는 스판덱스 섬유 조성물로부터 제조된다.
본 발명의 다른 양태는 스트레치 직물에서 스판덱스의 그린-스루 효과를 감소시키는 방법에 관한 것이다. 이 방법에서, 카본 블랙 안료, 백색 불투명도 향상제 및 무기 안료 및/또는 산 염료 수용체가 스판덱스 섬유 조성물에 첨가된다.
본 발명의 또 다른 양태는 적어도 일부가 스판덱스 및 카본 블랙 안료, 백색 불투명도 향상제 및 무기 안료 및/또는 산 염료 수용체를 포함하는 조성물 또는 섬유를 포함하는 제조 물품에 관한 것이다.
본 발명은 스트레치 직물에서 그린-스루가 감소된 스판덱스 섬유 조성물 및 이들 조성물의 제조 방법 및 섬유 및 필라멘트 제조 및 제조 물품에서 이들 조성물을 사용하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 스판덱스 섬유 조성물은 스판덱스, 카본 블랙 안료, 백색 불투명도 향상제 및 무기 안료 또는 산 염료 수용체를 포함한다.
본원에서 용어 "스판덱스"는 섬유 형성 물질이 분절 폴리우레탄 및/또는 폴리우레탄 우레아로 구성된 장쇄 합성 중합체인 제조된 섬유를 의미하는 일반적인 의미로 사용된다. 스판덱스 조성물은 본 기술분야에 잘 알려져 있으며, 문헌[Monroe Couper, Handbook of Fiber Science and Technology: Volume III, High Technology Fibers Part A. Marcel Dekker, INC: 1985, pages 51-85]에 개시된 것과 같은 많은 변형을 포함할 수 있다.
카본 블랙 안료는 스판덱스에 첨가된다. 비제한적인 일 실시형태에서, 낮은 수준의 카본 블랙 안료가 첨가된다. 본원에서 사용된 "낮은 수준"은 약 25 ppm 내지 약 200 ppm의 카본 블랙 안료를 의미한다.
백색 불투명도 향상제가 또한 스판덱스에 첨가된다. 비제한적인 일 실시형태에서, 백색 불투명도 향상제는 이산화 티타늄이다. 비제한적인 일 실시형태에서, 약 0.01 내지 약 1 중량%의 백색 불투명도 향상제가 첨가된다. 불투명도 향상제는 이산화 티타늄 또는 632.8 나노미터에서 굴절률이 1.8 초과인 임의의 다른 물질이다. 비제한적인 일 실시형태에서, 약 0.01 내지 약 1%의 이산화 티타늄이 첨가된다.
비제한적인 일 실시형태에서, 스판덱스 섬유 조성물은 무기 안료를 더 포함한다. 사용될 수 있는 무기 안료의 비 제한적인 예는 하이드로탈사이트(hydrotalcite), 헌타이트(huntite), 하이드로마그네사이트(hydromagnesite), 탄산 마그네슘, 탄산 칼슘, 산화 마그네슘, 수산화 마그네슘 및 이들의 조합을 포함한다. 비제한적인 일 실시형태에서, 약 1 내지 약 10 중량%의 무기 안료가 첨가된다.
대안적이고 비제한적인 일 실시형태에서, 스판덱스 섬유 조성물은 산 염료 수용체를 더 포함한다. 비제한적인 일 실시형태에서, 산 염료 수용체는 3차 및 4차 암모늄 염 패밀리 또는 이들의 조합으로부터 유래된다. 비제한적인 일 실시형태에서, 약 10 내지 약 50 meq 활성 N/kg 섬유의 산 염료 수용체가 포함된다.
또한, 본 발명은 이들 스판덱스 섬유 조성물로부터 제조된, 감소된 그린-스루 효과를 갖는 필라멘트 및 섬유를 제공한다. 이러한 필라멘트 및 섬유의 제조 방법은 본 기술분야에 잘 알려져 있어서 본원에서 상세히 설명할 필요는 없다.
또한, 본 발명은 적어도 일부가 본 발명의 조성물, 필라멘트, 또는 섬유를 포함하는 제조 물품을 제공한다.
비제한적인 일 실시형태에서, 제조 물품은 직물이다. 비제한적인 일 실시형태에서, 직물은 스트레치 직물이다.
본 발명의 스판덱스를 포함하는 직물은 스판덱스 함량이 직물의 중량을 기준으로 약 0.5 중량 퍼센트(중량%) 내지 약 40 중량%일 수 있다. 예를 들어, 스판덱스를 포함하는 환편물(circular knit)은 약 2 중량% 내지 약 25 중량%의 스판덱스를 함유할 수 있고, 스판덱스를 포함하는 레그 웨어(leg wear)는 약 1 중량% 내지 약 40 중량%의 스판덱스를 함유할 수 있고, 스판덱스를 포함하는 라셀 직물(raschel fabric)은 약 10 중량% 내지 약 40 중량%의 스판덱스를 함유할 수 있으며, 스판덱스를 포함하는 경편 트리코(warp knit tricot)는 약 14 중량% 내지 약 22 중량%의 스판덱스를 함유할 수 있다.
본 발명의 직물은 동반 직물을 더 포함할 수 있다. 동반 직물의 비 제한적인 예는 면, 나일론, 폴리에스터, 울 또는 아크릴을 포함한다. 본 발명의 스판덱스 섬유는 건식 방사, 습식 방사 또는 용융 방사에 의해 제조될 수 있다. "섬유 특성은 환 편직물 공정에만 제한되지 않는다. 경 편직, 심리스(seamless) 편직, 양말 및 양말 편직뿐만 아니라 직조 직물 공정과 같은 임의의 직물 제조 경로는 본 발명의 섬유에 적합한 공정이다."
또한, 본 발명은 스판덱스 섬유 조성물을 사용하여 스판덱스 함유 직물의 그린-스루 효과를 감소시키는 방법을 제공한다.
본원에서 입증된 바와 같이, 이러한 스판덱스 섬유 조성물은 스판덱스 섬유에 둔한 광택 및 회색 색조를 제공하여 그린-스루 효과를 상당히 감소시키거나 제거하였다. 또한, 염료 첨가제와의 조합으로 옅은 밝은 색조에서 풍부한 어두운 색조에 부정적인 영향을 주지 않으면서 그린-스루를 더 감소시켰다.
이론에 의해 제한되는 것을 원하지는 않지만, 낮은 수준의 카본 블랙에 의해 형성된 회색 음영은 동반사 염료가 표준 -비변형 색상의 스판덱스 섬유로 분산되었는지 보여주게 되는 색상의 깊이에 비하여, 스판덱스에 흡수되거나 결합되는 동반사 염료의 시각적 대비를 희석시키는 데 도움이 된다고 여겨진다. 또한, 특정 양의 백색 불투명도 향상제를 첨가하면 카본 블랙 안료의 의도된 효과와 대조되는 이러한 첨가제의 백색 색상에도 불구하고 섬유의 산화적 황변으로 인한 색조 변화를 감소시키는 데 도움이 된다고 여겨진다. 또한, 무기 안료는 스판덱스 섬유를 함유한 직물을 스트레칭 시 관찰자에게 노출되었을 때 섬유의 광채와 관련된 섬유의 광택을 특이적으로 감소시키는 것으로 여겨지는 반면에 산 염료 수용체는 풍부한 깊은 색조를 제공하는 스판덱스에서 색상을 향상하는 것으로 여겨진다.
본원에 인용된 모든 특허, 특허 출원, 시험 절차, 우선권 서류, 논문, 간행물, 매뉴얼, 및 기타 문서는, 이들의 개시가 본 발명과 불일치하지 않는 정도까지 그리고 본원에 대한 통합이 허용되는 모든 관할구역에 대해서 전체적으로 인용되어 통합된다.
하기 실시예들은 본 발명과 본 발명의 사용 가능성을 입증한다. 본 발명은 다른 상이한 실시형태들이 가능하고, 본 발명의 여러 세부 사항들은 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 다양한 명백한 측면에서 수정 및/또는 치환이 가능하다. 따라서, 하기 실시예들은 본질적으로 예시적이고 비제한적인 것으로 간주되어야 한다.
실시예
표 1에 열거된 편직물은 Lawson Knitting Unit (Lawson-Hemphill Company), 모델 "FAK"에서 환편물 튜브 형태로 제조되었다. 항목 1 내지 21의 경우, 40 데니어(denier) 스판덱스의 일 피드를 편직하여 100% 스판덱스 직물을 형성하였다. 항목 22 내지 27의 경우, 40/34 플랫 나일론의 일 말단을 40 데니어 스판덱스의 일 말단과 엮어 코니트(coknit) 직물을 형성하였다. Lawson 튜브 샘플을 1 g/L 소다회 및 1 g/L Domoscour LFE-810을 사용하여 80℃에서30분 동안 정련(scour)하였다.
컬럼 2, 3 및 4에 언급된 첨가제 제형을 갖는 100% 스판덱스로 만든 다양한 편직물의 색 깊이가 표 2에 기재되어 있다. L*은 0 내지 100 사이의 색 깊이에 대해 국제적으로 인정된 척도이다. L 값이 낮을수록 색상이 더 어두워진다. 카본 블랙 부하(loading)가 증가함에 따라 스판덱스 항목의 L* 값은 감소하였다. 이는 무기 안료와 백색 불투명도 향상제가 존재하는 경우에도 마찬가지이다. 도시된 바와 같이, TiO2 부하를 증가시키면 L* 값도 증가하게 된다. 표 2 참조.
표 3의 컬럼 2, 3, 및 4에 언급된 첨가제 제형을 갖는 100% 스판덱스로 만든 편직물을 pH 5 및 98℃에서 40분 동안 Phorwite CLE(1.5%)를 사용하여 광학적으로 밝게 하였다. 광학적으로 밝게 된 직물은 AATCC 테스팅 조건 하에서 연소된 가스 연기에 노출되었다. ΔCIE 값은 AATCC 테스팅 조건 하에서 연소된 가스 연기에 노출된 후 CIE 백색도 값의 변화이다. 변화의 양이 적을수록 연소된 가스가 색상 변화를 일으키는 데 미치는 영향이 낮아진다(예컨대, L100 항목에서 CC 또는 C100 값에 비해 황변 현상이 덜 가시적임.) 카본 블랙의 존재는 초기 CIE 백색도의 감소로 이어지며 초기 및 최종 백색도 사이의 ΔCIE가 상당히 감소된다. 표 3 참조.
40/34 플랫 나일론과 표 4의 컬럼 2, 3, 및 4에 언급된 첨가제 제형을 갖는 40 데니어 스판덱스로 만든 편직물을 pH 5 및 98℃에서 40분 동안 Phorwite CLE(1.5%)를 사용하여 광학적으로 밝게 하였다. 광학적으로 밝게 된 직물은 AATCC 테스팅 조건 하에서 연소된 가스 연기에 노출되었다. ΔCIE 값은 AATCC 테스팅 조건 하에서 연소된 가스 연기에 노출된 후 CIE 백색도 값의 변화이다. 100% 스판덱스 직물과 유사한 경향이 광학적으로 밝게 된 나일론/스판덱스 직물 블렌드에서 관찰되었다. 표 4 참조.
Claims (18)
- 스판덱스 및 카본 블랙 안료를 10 내지 500 ppm 범위로 포함하는 스판덱스 섬유 조성물.
- 스판덱스, 카본 블랙 안료, 백색 불투명도 향상제, 무기 안료 또는 산 염료 수용체를 포함하는 스판덱스 섬유 조성물.
- 스판덱스, 카본 블랙 안료, 백색 불투명도 향상제, 무기 안료 및 산 염료 수용체를 포함하는 스판덱스 섬유 조성물.
- 제3항에 있어서, 약 25 ppm 내지 약 200 ppm의 카본 블랙 안료가 첨가되는, 스판덱스 섬유 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 백색 불투명도 향상제는 이산화 티타늄인, 스판덱스 섬유 조성물.
- 제2항에 있어서, 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량%의 상기 백색 불투명도 향상제가 첨가되는, 스판덱스 섬유 조성물.
- 제2항에 있어서, 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량%의 이산화 티타늄이 첨가되는, 스판덱스 섬유 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 무기 안료는 하이드로탈사이트(hydrotalcite), 헌타이트(huntite), 하이드로마그네사이트(hydromagnesite), 탄산 마그네슘, 탄산 칼슘, 산화 마그네슘, 수산화 마그네슘 및 이들의 조합으로부터 선택되는, 스판덱스 섬유 조성물.
- 제2항에 있어서, 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 무기 안료가 첨가되는, 스판덱스 섬유 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 산 염료 수용체는 3차 및 4차 암모늄 염 패밀리 또는 이들의 조합으로부터 유래되는, 스판덱스 섬유 조성물.
- 제2항에 있어서, 약 10 내지 약 50 meq 활성 N/kg 섬유의 산 염료 수용체가 첨가되는, 스판덱스 섬유 조성물.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 필라멘트 또는 섬유.
- 적어도 일부가 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 조성물 또는 제12항의 필라멘트 또는 섬유를 포함하는, 제조 물품.
- 제13항에 있어서, 직물인 제조 물품.
- 제14항에 있어서, 스트레치 직물인 제조 물품.
- 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 직물은 동반사(companion yarn)를 더 포함하는, 제조 물품.
- 제16항에 있어서, 상기 동반사는 면, 나일론, 폴리에스테르, 울 또는 아크릴 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는, 제조 물품.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 스판덱스 섬유 조성물로부터 스판덱스를 제조하는 단계를 포함하는, 직물에서 스판덱스의 그린-스루(grin-through) 효과를 감소시키는 방법.
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